浅谈市政给水排水穿河管线设计

　　摘要：市政给水排水工程项目在建设的过程中，部分线路可能会经过河道实现穿河。文章主要对该项目设计思路与要点进行研究。首先，介绍了市政给水排水工程项目管线设计的基本原则与思路;其次，分析了市政给水排水工程项目穿河管线的设计要点;最后，通过案例分析的方式，探究了穿河管线的实际规划效果，希望能为该领域关注者提供有益参考。

　　关键词：市政工程;给水排水;穿河管线;施工方式;工作井

　　1市政给水排水管线设计原则与基本思路

　　1.1设计原则

　　市政给水排水工程项目是城市道路设计的配套性工程项目，该项目是否合理直接决定着道路建设的质量是否达标。因此，在对市政工程项目的给排水设计与规划管理中，要对每个环节进行系统化管理。尤其是针对市政给水排水工程项目中穿河管线部分的设计，更要结合当地市政基础设施、河道、降水量和污水排放量等多种因素，计算出合理的管线给排水直径，确保管道的使用可以达到预期目标[1]。重点对工业用水量进行分析，同时做出整体的用水量规划，从根本上确保城市内部工业用水的可持续化发展，使城市内部给排水设计工程项目推动城市现代化建设。根据国家颁布的相关法律与法规，制定出行之有效的设计思路，根据城市和水域的水资源分布情况，协调好环境保护和给水排水管线设计。

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　　1.2基本思路

　　市政给水排水工程项目的管线设计基本思路需要从给水系统、污水系统和污水处理系统三个方面进行分析。结合每一个环节的实际设计需求，对其中存在的问题进行整合和管理。比如，以给水系统为例，在进行设计中，要充分关注到我国当前水资源的配置问题。合理地分析出当前城市内部的水资源分布，结合区域内部的具体分布报告，以调查的方式，对水源和水质进行调查。根据当地已有的供水系统管线，合理地对供水量和需求量进行计算，完成地构建出工农业用水和生活用水的总量，实现管网的规划。

　　2市政给水排水穿河管线的设计要点

　　2.1确定施工方式

　　一般而言，市政给水排水工程项目穿河管线会直接埋在河底位置，施工单位的工作人员在施工中，会使用开挖的方式、定向水平钻方式或者顶管方式进行管线敷设。具体操作中，要根据区域范围内河道情况、自然环境因素、季节因素、工期和资金投入等多项因素加以确定。大部分的工程项目中，可以采用传统开挖方式进行施工，此种方式符合相关规定的要求，同时也具有简单易操作的特征。但是，如果在雨季施工，或者河道本身不具备导流条件、河道护砌不完善等情况下进行施工，施工单位则需要选择非开挖方式进行施工，确保整体施工质量，同时不会对河道本身造成破坏[2]。

　　2.2确定管线位置

　　穿河管线位置的确定要进行综合设计，该环节的设计要点在于根据河道的具体情况进行设计，并在最终施工前期的现场勘查阶段，仍需要进行复核。施工单位与设计单位要能够就管线的具体位置进行协商。目前，国内大部分地区的穿河管线位置会直接选择在岸坡相对稳定、河岸顺直、水流平缓且施工场地开阔的位置。如果设置在了河道转弯处，可能会在长期使用中，受到水流的冲刷和腐蚀。同时，在开挖中，需要考虑到管线敷设位置河流上方桥梁的安全距离，避免开挖断面对桥梁墩柱的稳定性造成破坏。

　　2.3明确管线敷设深度

　　在进行敷设深度计算中，需要运用到相关的计算公式：(1)该公式可以计算出水流平行岸坡所产生的冲刷深度，式中：h表示的是局部冲刷深度;H表示的是冲刷处水深，在计算中可以使用水位最大深度进行替代;Ucp和Uc表示的是近岸垂线的平均流速与泥沙起动的流速。n的大小与防护岸坡所在平面上的形状有关，通常n为0.16～0.25。根据计算的结果结合相关规定中的要求可以得出，当管道的直径超过160cm时，其埋深需要控制在管径的1.5倍左右。

　　2.4明确护砌要求

　　穿河管线的全长较长，并且在运行中会受到不均匀沉降的影响，如果不能有效控制可能会引发损坏，最终会对河道的整体安全造成负面影响。因此，在穿河管线敷设中，要对断面河道进行护砌。为确保河道安全，可以在穿河管线所在的位置进行全断面河道护砌。此种方法简单容易操作，并且还可以在护砌中，将桥区部分划入护砌工程中，一同完成护砌管理。

　　2.5明确倒虹管要求

　　穿河管线中的倒虹管主要使用在污水管线中，大部分用作河底高程低于管道内高程的问题解决措施。倒虹管可以充分解决不同部分之间的高程冲突问题，但是在长期使用中也可能产生堵塞。对此，倒虹管的设置要经过当地水利部门与航运部门同意，并在管线所在位置的两岸树立醒目的标志。强化倒虹管的强度，防止因为局部不均匀沉降问题而产生渗水和漏水等事故，危机河道整体的航运安全。

　　2.6确定永久性工作井位置

　　根据室外给排水设计与管理规范中的规定可以了解到，对于穿河管线的工作井而言，其位置并没有特殊性的要求和规定。但是，从实际发展角度进行分析，对于永久性工作井而言，其位置的规划需要在原本的河道管理范围之外。在此环节中，河道管理范围主要指的是河道保护线范围。因此，设计单位的工作人员在对工作井进行规划安排时，要着重关注永久性工作井的位置确定。穿河管线平面位置主要根据管线的综合设计来确定，如果穿河管线的位置对于工作井的位置会产生阻碍，则要多方工作人员共同沟通商议，制订出可行的线路优化方法。

　　3市政给水排水穿河管案例

　　为了更加直观和深入地分析市政给水排水工程项目设计方案的实际应用效果，本文采用了案例分析的方式进行了探究。

　　3.1工程项目概况

　　泰州引江河河道总流域长度为23km，是一条以引水为主的河流，兼顾了灌溉、排水和航运等综合性管理和使用需求。引江河对于泰州以及苏北地区的经济发展和市政工程项目建设，都起到了不可替代的作用。在现代化城市建设中，当地政府结合市政工程项目的改造要求，对引江河的水域进行了重新规划计划设定总规模为600m3/s的引流项目，共分为两期建造实施。该项目的一期工程早在上世纪末期就已经完成，河道采用了宽浅式断面，并在河道的上方位置，完成了一次断面，下方设置了缓坡，开挖高程在-3.5m～-3m，宽度为80m。该工程项目的二期工程项目在一期项目完成的基础上进行了浚深，目的在于扩大水域的引流能力，满足自流引江的目标[3]。

　　3.2探测原理与设备

　　在对当地引江河的水域和穿河管线进行探测的过程中，需要使用到的设备为MALAPROEX型号的地质雷达探测系统，按照电磁辐射探测法的基本原理进行探测。该地质雷达在实际操作的过程中，主要是根据超高频段的短脉冲电磁波探测方法，对地下介质的分布情况进行探测。在实际的应用中，可以有效地探测术各种不同的金属物质与非金属物质，故无论是金属管线还是非金属的管线，都可以通过雷达探测而出。在实际操作中，地质雷达可以发射出脉冲超高频段的调幅电磁波，该雷达设备的接收装置为半波偶极天线。雷达脉冲中心频率大约在几十兆赫至几千兆赫之间，高频短脉冲电磁波通过发射器向地下发射，受到不同介质和传导物质的影响，会产生不同的波段阻抗。工作人员可根据返回地面的波形与形态变化特征，分析不同管线的走向与基本结构状况。

　　3.3探测结果与综合评价

　　在雷达探测设备与标准化探测方法的帮助下，可以对地下管线的电磁剖面进行探测，结合当地穿河管线的设计方案，得出最终的探测结果。根据此次研究工作得出，泰州引江河河段的西岸侧线范围内的总高程在水平面以下16～19.8m，相对于东岸而言，西岸地区敷设的管道更深。同时，工作人员还使用了静力触探的方式，对高程在-10m以上的天然气管道分布情况进行了探测，得出在此高程范围内，无天然气管道分布。使用15个静力触探测孔，完成了数据分析，最终得出在-10m以上探测过程中，各个触探头均处于正常稳定的运行状态中。因为在探测中没有受到任何阻力的影响，所以此高程范围内无任何管道敷设。

　　4结束语

　　综上所述，现代化城市规划发展进程中，市政给水排水工程项目的管线设计会经过河流和堤坝。此种规划设计模式与常规环境中的给水排水管道的设计与施工有着明显的区别。鉴于此，在设计中应该全面考虑到实际的施工环境，以及施工可能对周围环境产生的影响。综合各项因素，提高设计水平，确保市政给水排水工程项目顺利实施。

　　作者：刘良锋

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